使用STM32F103控制蜂鸣器发声播放音乐

2024-1-29 15:25

一、有源蜂鸣器与无源蜂鸣器的区别
首先大家要了解有源和无源这里的“源”不是指电源，而是指震荡源。也就是说，有源蜂鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源，所以如果用直流信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。有源蜂鸣器往往比无源的贵，就是因为里面多个震荡电路。这就是通过驱动原理来分别的方法。

然后我们再来看看外观上区别吧（如下图）

从图a、b外观上看，两种蜂鸣器好像一样，但仔细看，两者的高度略有区别，有源蜂鸣器a，高度为9mm，而无源蜂鸣器b的高度为8mm。如将两种蜂鸣器的引脚郡朝上放置时，可以看出有绿色电路板的一种是无源蜂鸣器，没有电路板而用黑胶封闭的一种是有源蜂鸣器。

万用表测电阻区别

用万用表电阻档Rxl档测试:用黑表笔接蜂鸣器 "+"引脚，红表笔在另一引脚上来回碰触，如果触发出咔、咔声的且电阻只有8Ω(或16Ω)的是无源蜂鸣器;如果能发出持续声音的，且电阻在几百欧以上的，是有源蜂鸣器。同时有源蜂鸣器直接接上额定电源(新的蜂鸣器在标签上都有注明)就可连续发声;而无源蜂鸣器则和电磁扬声器一样，需要接在音频输出电路中才能发声。

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无源蜂鸣器的优点是：

1、便宜

2、声音频率可控，可以做出“多来米发索拉西”的效果

3、在一些特例中，可以和LED复用一个控制口

有源蜂鸣器的优点是：程序控制方便。

因为无源蜂鸣器便宜，所以大部分人手里拿到的都是无源蜂鸣器，我这里使用的是也是无源蜂鸣器。

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二、编程思路
这里思路很简单，就是做一个可变时间的延时开控制发声，关于延时可以使用定时器来做，但是这里为了简便，就是用了一个简单的延时来完成。

延时时间的长短可以改变声音的频率，这是本程序的关键。

但是这里有一个问题，如果要播放频率变化特别快的音乐，比如下面的《红尘情歌》，必须控制输出电流大小，直接连接单片机IO口是不行的，加一个100K欧姆的电阻可以听出来，但是声音特别小，不适合做提示。所以，定义了一个简单的提示音数组melody，来完成功能。

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如下图所示，是蜂鸣器与STM32连接的电路图，程序中的“PBeep”就是图中的“BEEP”IO口的宏定义，一般在头文件中进行定义：
#define PBeep PBout(8)

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三、相关代码
这里代码还是非常简单的，这里贴出beep.c文化和beep.h两个文件的代码，main.c文件可以调用相关函数，非常简单，就不贴出了。

后期如果有改进的话，会继续更新相关代码。

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beep.c文件

#include "beep.h"

int melody[] = {50, 50, 50, 50, 200, 200, 200, 400, 400, 500, 500, 500};

void BEEP_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);    //使能A端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;    //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//速度50MHz
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);    //初始化GPIOD3,6
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);
}

void Sound(u16 frq)
{
u32 time;
if(frq != 1000)
{
time = 500000/((u32)frq);
PBeep = 1;
delay_us(time);
PBeep = 0;
delay_us(time);
}else
delay_us(1000);
}
void Sound2(u16 time)
{
PBeep = 1;
delay_ms(time);
PBeep = 0;
delay_ms(time);
}
void play_successful(void)
{
int id=0;
for(id = 0 ;id < 12 ;id++)
{
      Sound2(melody[id]);
}
}
void play_failed(void)
{
int id=0;
for(id = 11 ;id >=0 ;id--)
{
      Sound2(melody[id]);
}
}
void play_music(void)
{
//             低7  1 2 3 4 5 6 7  高1 高2 高3 高4 高5 不发音
uc16 tone[] = {247,262,294,330,349,392,440,294,523,587,659,698,784,1000};//音频数据表
//红尘情歌
u8 music[]={5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,//音调
            5,5,6,8,7,6,5,3,13,13,
            2,2,3,5,3,5,6,3,2,1,
            6,6,5,6,5,3,6,5,13,13,

            5,5,6,8,7,6,5,6,13,13,
            5,5,6,8,7,6,5,3,13,13,
            2,2,3,5,3,5,6,3,2,1,
            6,6,5,6,5,3,6,1,

            13,8,9,10,10,9,8,10,9,8,6,
            13,6,8,9,9,8,6,9,8,6,5,
            13,2,3,5,5,3,5,5,6,8,7,6,
            6,10,9,9,8,6,5,6,8};
u8 time[] = {2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4, //时间
            2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4,
            2,4,2,4,2,2,4,2,2,8,
            2,4,2,2,2,2,2,8,4 ,4,

            2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4,
            2,4,2,2,2,2,2,8,4, 4,
            2,4,2,4,2,2,4,2,2,8,
            2,4,2,2,2,2,2,8,

            4, 2,2,2, 4, 2,2,2, 2,2,8,
            4, 2,2,2,4,2,2,2,2,2,8,
            4, 2,2,2,4,2,2,5,2,6,2,4,
            2,2 ,2,4,2,4,2,2,12};
u32 yanshi;
u16 i,e;
yanshi = 10;
for(i=0;i<sizeof(music)/sizeof(music[0]);i++){
for(e=0;e<((u16)time[i])*tone[music[i]]/yanshi;e++){
Sound((u32)tone[music[i]]);
}
}
}

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beep.h文件

#ifndef __BEEP__H
#define __BEEP__H

#include "sys.h"
#include "stdlib.h"
#include "delay.h"

//定义GPIOB的位地址变量宏，位输入宏，输出宏
#define PBeep PBout(5)

void BEEP_Init(void);
void Sound(u16 frq);
void Sound2(u16 time);
void play_music(void);
void play_successful(void);
void play_failed(void);

#endif

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